分層技術(shù)在計算機軟件設(shè)計中的應(yīng)用

潘永安

（江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院計算機與通信學(xué)院，江蘇淮安，223003）

關(guān)鍵字：分層技術(shù)；軟件設(shè)計；B/s；MVC

0 引言

在軟件設(shè)計中分層技術(shù)是將一個軟件設(shè)計分為不同功能的層次，依據(jù)軟件的具體需求每層的功能設(shè)計都不相同，層與層之間是交互關(guān)系，界限明朗，功能細(xì)致，相互不干擾，將軟件設(shè)計成為高內(nèi)聚、低耦合的特性。不同層數(shù)的分層技術(shù)對應(yīng)不同的軟件需求，同樣的分層技術(shù)，具體模式使用不同技術(shù)搭配，則軟件設(shè)計也不同，分層技術(shù)在軟件設(shè)計中的應(yīng)用越來越為廣泛。

1 分層技術(shù)思想的由來

計算機專業(yè)突飛猛進(jìn)，涉及到越來遇到的領(lǐng)域，逐漸在各個領(lǐng)域占領(lǐng)一席之地，科技的發(fā)展解放了許多勞動力，很多量大、不好計算、保存的工作都由計算機來替代，進(jìn)而導(dǎo)致計算機軟件的需求量逐年遞增，迫使軟件開發(fā)的速度越來越開，同時軟件技術(shù)開發(fā)的速度遠(yuǎn)超于硬件的發(fā)展速度，在低配置的硬件上需要運動高配置的代碼，硬件和軟件不能匹配，發(fā)展不夠平衡[1-2]。軟件的快速發(fā)展、硬件和軟件發(fā)展速度不相同、代碼量指數(shù)倍的增加，編程人員思維的容納性在以上可以寫情況下就出現(xiàn)了分層思想。

2 什么是分層技術(shù)思想及其特點

2.1 分層技術(shù)的概念

分層思想是軟件工程方法中最常用的思想，通過將一個較大的設(shè)計進(jìn)行分層，根據(jù)設(shè)計的大小和種類，分為不同的層次。分層技術(shù)在計算機軟件開發(fā)中有著極大的優(yōu)勢。軟件設(shè)計者使用分層思想能夠使得軟件更加合理化，最大利用化。分層技術(shù)是用于描述軟件設(shè)計中不同層次之間的關(guān)系，將軟件各個層次之間進(jìn)行連接、傳輸，在相同的硬件情況下，分層技術(shù)科加快計算機的運行速度，提高軟件的安全性。分層設(shè)計首先需要考慮的是邏輯的分層，也就是將整個任務(wù)在邏輯上進(jìn)行分層，分解為一個個子任務(wù)，對子任務(wù)的分層則需要是水平分層。也就意味分層是由高到低，或由低到高。

分層技術(shù)是將整個系統(tǒng)進(jìn)行水平分層，是因為在軟件設(shè)計中，開發(fā)人員下意識的認(rèn)定了一個認(rèn)知“機器為本，用戶至上”。也就是說在軟件設(shè)計中，機器是整系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，但是軟件設(shè)計的軟件是為用戶服務(wù)。當(dāng)軟件分層時，往往層次越往上，也就會越抽象，也就意味著越面向用戶、面向業(yè)務(wù)。相反加購中層次越往下，則就更加通用，是面向機器設(shè)備。

分層設(shè)計也需要依據(jù)不同的變化原因確定每一層的邊界，確定邊界是為了防止邊界與邊界之間進(jìn)行相互干擾，或者說是盡量將邊界之間的影響降到最低。在軟件分層設(shè)計中，每一層和每一層之間的關(guān)系應(yīng)該是正交關(guān)系，正交關(guān)系并不意味著兩層、兩層之間沒有關(guān)系，而是說層與層之間的關(guān)系應(yīng)該像兩條垂直的直線一樣，只有一個交點，其他地方永不相交。層與層之間的關(guān)系需要將兩條之間的垂直點作為依賴點，也就是兩層之間的協(xié)作點，無論對哪一層進(jìn)行造作，除了協(xié)作點之外，都不會對另一層有任何影響。

2.2 分層技術(shù)的特點

分層技術(shù)有良好的擴(kuò)展性，在軟件設(shè)計中，如果需要對某一功能模塊進(jìn)行增刪改查，分層技術(shù)能夠在原有的設(shè)計中，只改動最小的范圍就可以完成新的需求，通過分成技術(shù)對復(fù)雜軟件進(jìn)行合理分解，能夠使軟件更加合理化、更加系統(tǒng)性[3]。

分層技術(shù)使得軟件內(nèi)部有良好的獨立性，由于軟件設(shè)計中已經(jīng)將整體進(jìn)行分層，當(dāng)某一層出現(xiàn)問題是，可以及時修改，同時還不會影響其他層。當(dāng)整體出現(xiàn)問題時，分層也會使得整體排查問題的速度加快，是不分層時，排查問題的數(shù)倍。

3 分層技術(shù)的應(yīng)用

3.1 雙層分層技術(shù)的應(yīng)用

雙層分層技術(shù)是將客服端（Browser）和服務(wù)器（Server）分為兩層，能夠在原有基礎(chǔ)上縮短開發(fā)時間，提高工作效率。其中客服端是指在用戶在web瀏覽器上，實現(xiàn)界面化的用戶交互，將表示層和業(yè)務(wù)邏輯層布置在客服端，主要功能用于提交客服要求，并將要求發(fā)送到服務(wù)器，申請服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫等服務(wù)。服務(wù)器則是底層服務(wù)器，也可以稱之為數(shù)據(jù)層，主要是用于實現(xiàn)邏輯業(yè)務(wù)，包括回饋客戶端請求，在數(shù)據(jù)庫查詢等操作。少部分需要在客服端實現(xiàn)，減輕了客戶端的壓力。但B/S架構(gòu)不能同時容納大量用戶，出現(xiàn)數(shù)據(jù)交互過大的情況下，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲，通訊信號差的問題。假如系統(tǒng)發(fā)生變化，則需要同時修改客戶端和服務(wù)端，維修費用較大不方便。

3.2 三層分層技術(shù)的應(yīng)用

三層架構(gòu)是在雙層架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計，將其優(yōu)化，能夠滿足大量客戶或大量數(shù)據(jù)交互的需求。三層分層技術(shù)分別為，表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層。這是將雙層中的業(yè)務(wù)邏輯模塊單獨為層。表示層為完成用戶用戶與應(yīng)用程序之間的交互。業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)處理、實現(xiàn)業(yè)務(wù)，處于表示層和數(shù)據(jù)訪問層，數(shù)據(jù)訪問層，是系統(tǒng)的持久層，負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)庫。

MVC（Model、View、Controller）是 非 常 典 型 的 三層分層技術(shù)，Model是業(yè)務(wù)邏輯層，View是表示層，Controller是用來調(diào)度其他兩層，將MVC模式具體化，如JSP+Servlet+JavaBean。其中JavaBean既可以作為數(shù)據(jù)模型來封裝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以作為業(yè)務(wù)邏輯模型來包含應(yīng)用的業(yè)務(wù)，根據(jù)收到控制器傳來的請求，執(zhí)行特定的業(yè)務(wù)邏輯處理，返回執(zhí)行結(jié)果。JSP則作為視圖層，負(fù)責(zé)提供未用戶展現(xiàn)數(shù)據(jù)，提交用戶請求，Servlet則作為控制器，接受用戶的請求，將請求中的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)模型中的數(shù)據(jù)模型，同時根據(jù)業(yè)務(wù)執(zhí)行結(jié)果來選擇要返回的視圖。具體模式如下圖1所示。

圖1 JSP+Servlet+JavaBean模式

3.3 四、五層分層技術(shù)的應(yīng)用

軟件設(shè)計的難度越來越高，用戶對軟件的性能，如反應(yīng)速度，反饋信息的程度等要求也越來越高，信息化越發(fā)普及，而信息的發(fā)展則使得數(shù)據(jù)越來越多，相較之前更加復(fù)雜，計算環(huán)境與之前發(fā)生了翻天覆地的變化，數(shù)據(jù)的大量增加，數(shù)據(jù)之間邏輯的復(fù)雜程度翻倍，因此用用戶會提出不同的、個性化的、有針對性行的軟件需求，軟件分層技術(shù)的發(fā)展在用戶需求的推動下，衍生出了超過三層的分層技術(shù)[4]。

4 結(jié)束語

分層技術(shù)的快速發(fā)展，給軟件設(shè)計帶來許多便利，幫助編程人員節(jié)省資源，提高代碼復(fù)用率，減少軟件模塊設(shè)計中的冗余性，將不同的功能分到不同的軟件層，鞏固了軟件運行的安全性，提高軟件運行速度，已經(jīng)有不少成熟的軟件將分層技術(shù)結(jié)合在軟件開發(fā)的過程中，在軟件測試可以加快速度，同時還能保證每層之間的獨立性，相互之間不影響，從雙層到三層分層技術(shù)，又衍生出更加具體化的四層、五層分層技術(shù)，分層技術(shù)不斷進(jìn)步，軟件設(shè)計不斷完善。